高清時(shí)代的視頻會(huì)議系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-20 18:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體設(shè)備，在會(huì)議期間需要不間斷穩(wěn)定運(yùn)行，特別在特殊行業(yè)特殊場(chǎng)景如奧運(yùn)安保工程需要7*24小時(shí)不間斷地運(yùn)行，所以設(shè)備高可靠性是視訊會(huì)議系統(tǒng)一個(gè)最基本特性。高清視訊設(shè)備從硬件設(shè)計(jì)上確保支持多級(jí)備份機(jī)制，確保系統(tǒng)在檢測(cè)到某單元模塊在疲勞運(yùn)行或者出現(xiàn)異常時(shí)可以切換到備用設(shè)備上繼續(xù)可靠穩(wěn)定進(jìn)行：圖9 多級(jí)備份設(shè)計(jì)示意圖從軟件設(shè)計(jì)角度上看，軟件采用高度模塊化設(shè)計(jì)，減少模塊間偶合性，提高系統(tǒng)可靠性；軟件運(yùn)行操作系統(tǒng)采用穩(wěn)定性高的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)：圖10 軟件設(shè)計(jì)示意圖5高清視訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)在視訊會(huì)議系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)有以下幾種成熟模式：PC/工控機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)在視訊會(huì)議發(fā)展初期，嵌入式硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)沒有被引入到視訊會(huì)議領(lǐng)域時(shí)采用工控機(jī)X86處理器（可以是單核或多核的）架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，其優(yōu)點(diǎn)是成本較低，開發(fā)設(shè)計(jì)靈活，開發(fā)人員能夠直接獲取到的開放源碼資源豐富，開發(fā)周期短，所以這種設(shè)計(jì)模式到目前還有存在空間。但是其存在一些無法克服缺點(diǎn)，指令處理速度慢，多業(yè)務(wù)共用處理及高達(dá)幾百瓦的高功耗，容易造成穩(wěn)定性低，所以總體設(shè)備性能差，擴(kuò)展能力弱，不適合于召開大型或者長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)議。ASIC+CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)采用這種設(shè)計(jì)架構(gòu)時(shí)視頻編解碼算法固化在ASIC上，這樣帶來的直接好處是設(shè)備視頻編解碼運(yùn)算速度快，由于固化有視頻算發(fā)的ASIC芯片一般由獨(dú)立第三方專業(yè)廠家提供，所以相對(duì)于視訊會(huì)議開發(fā)廠家來說可以相對(duì)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。ASIC芯片是采用硬件實(shí)現(xiàn)的視頻編解碼器，性能和功能固定，一般只能實(shí)現(xiàn)特定的壓縮格式，所以靈活性較差，產(chǎn)品一旦定型，很難更改，具有系統(tǒng)單一化的缺點(diǎn)，無法靈活增加客戶的多樣化需求，后期維護(hù)成本高。目前視訊會(huì)議經(jīng)常需要與其它廠家進(jìn)行互聯(lián)互通，很可能會(huì)涉及視頻編解碼的修改，這樣的場(chǎng)合基于ASIC設(shè)計(jì)方案無法滿足用戶互通要求。DSP+CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)這種設(shè)計(jì)模式中CPU實(shí)現(xiàn)視訊會(huì)議協(xié)議指令處理，DSP實(shí)現(xiàn)視頻編解碼算法運(yùn)算及圖像組合處理。上世紀(jì)八十年代初推出DSP芯片，最初的DSP處理能力有限，主要應(yīng)用在于數(shù)據(jù)通信和語(yǔ)音處理領(lǐng)域。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，九十年代DSP技術(shù)在無線通信領(lǐng)域如GSM應(yīng)用中獲得了巨大的成功，并開始全面拓展到其它應(yīng)用領(lǐng)域，逐漸在寬帶通信、數(shù)字控制、數(shù)字音頻、數(shù)字視頻等市場(chǎng)上開始占居主角。在DSP平臺(tái)上進(jìn)行視頻產(chǎn)品開發(fā)具備以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：第一，算法是軟件代碼，所以可以不斷對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行升級(jí)，重復(fù)開發(fā)成本較低，可靈活增加對(duì)客戶的多樣性支持，支持用戶個(gè)性化功能開發(fā)開發(fā)；第二，DSP綜合功能處理能力強(qiáng)，除了實(shí)現(xiàn)視頻編解碼外，能夠適應(yīng)應(yīng)用的需要，可以提供很多視頻專用功能，比如視頻濾波、Deinterlace處理、高分辨顯示輸出、OSD功能等，甚至像網(wǎng)絡(luò)接口、IDE接口都成為了視頻DSP的主要功能，這樣為進(jìn)一步大幅度降低產(chǎn)品的系統(tǒng)成本成為可能；第三，產(chǎn)品升級(jí)更新周期短，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新和產(chǎn)品換代，適應(yīng)市場(chǎng)需要；第四，單芯片功耗較低，對(duì)提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性提供可靠保障。DSP所需要技術(shù)較復(fù)雜，需要專業(yè)人才保障開發(fā)，相對(duì)來說前期開發(fā)成本較高，需要一定規(guī)模及技術(shù)能力的公司才能保障有效開發(fā)。高清視訊系統(tǒng)已經(jīng)非傳統(tǒng)意義上的單一業(yè)務(wù)的視頻會(huì)議了，它可以融合多種多媒體業(yè)務(wù)如語(yǔ)音，是一種開放的融合的多媒體處理系統(tǒng)，所以DSP+CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)是高清視訊系統(tǒng)理想設(shè)計(jì)平臺(tái)。視頻會(huì)議系統(tǒng)使用的主流DSP當(dāng)前一般使用TI公司的Davinci系列，應(yīng)用較多的有DM64X系列系列，也有ADI公司的Blackfin和飛利浦公司的NexperiaTM系列解決方案，但應(yīng)用較少； DM64X系列是視頻會(huì)議領(lǐng)域使用最多的DSP，主要有DM64DM647等型號(hào)。DM642最高主頻720M，是TI較早推出的媒體處理DSP，被廣泛地應(yīng)用在視頻會(huì)議和視頻監(jiān)控領(lǐng)域；DM647最高主頻900M，是TI公司較新推出的媒體處理DSP，被應(yīng)用于一些高端高清視頻系統(tǒng)。由于運(yùn)算1080P編解碼協(xié)議要求的處理器性能比較高，相比于處理標(biāo)清的要求需要消耗更高的DSP運(yùn)算資源，約為編解碼標(biāo)清協(xié)議運(yùn)算量的5~6倍，如在業(yè)界應(yīng)用廣泛的TI（德州儀器）的DM642 DSP， 4CIF/25fps編碼， 4CIF/2525fps， 1080P/30fps編解碼，1080P/30fps約6個(gè)DM642進(jìn)行編碼，4個(gè)DM642進(jìn)行解碼。所以編解碼1路1080P/30fps需要多個(gè)DM642 DSP組成陣列進(jìn)行編解碼處理，以下為DSP陣列圖像編碼處理流程（解碼過程
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